实验八华北电力大学数字信号处理实验.docx

1、实验八华北电力大学数字信号处理实验实 验 报 告实验名称_ _课程名称_ _院 系 部: 专业班级：学生姓名： 学 号:同 组 人: 实验台号:指导教师： 成 绩： 实验日期:华北电力大学1.实验目的加深理解FIR数字滤波器的时域特性和频域特性，掌握FIR数字滤波器的设计原理与设计方法，以及FIR数字滤波器的应用。2.实验原理3.实验内容与步骤4.数据处理与总结1.(1)clear;M=9;omega=pi/3;b1=fir1(M,1/3,boxcar(M+1);H1,w1=freqz(b1,1,512);H1_db=20*log10(abs(H1);%-hammingb2=fir1(M, 1

2、/3, hamming(M+1);H2,w2=freqz(b2, 1, 512);H2_db=20*log10(abs(H2);%-hanningb3=fir1(M,1/3,hanning(M+1);H3,w3=freqz(b3, 1, 512);H3_db=20*log10(abs(H3);subplot(3,1,1); stem(b1);title(矩形窗得到的FIR滤波器脉冲响应)subplot(3,1,2); stem(b2);title(哈明窗得到的FIR滤波器脉冲响应)subplot(3,1,3); stem(b3);title(汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应)figure pl

3、ot(w1,H1_db,w2,H2_db,-r,w3,H3_db,-g); title(Frequency response) legend(rectangular window,hamming window,hanning window) grid on(2)幅频响应的图(3)clear;M=9;omega=pi/3;b1=fir1(M,1/3,boxcar(M+1);H1,w1=freqz(b1,1,512);H1_db=20*log10(abs(H1);%-hammingb2=fir1(M, 1/3, hamming(M+1);H2,w2=freqz(b2, 1, 512);H2_db=

4、20*log10(abs(H2);%-hanningb3=fir1(M,1/3,hanning(M+1);H3,w3=freqz(b3, 1, 512);H3_db=20*log10(abs(H3);%-输入k=0:511;x=1+2*cos(pi/4.*k)+cos(pi/2.*k);y1=filter(b1,1,x);Y1=abs(fftshift(fft(y1);subplot(3,1,1); stem(Y1);title(矩形窗得到的输出波形)y2=filter(b2,1,x);Y2=abs(fftshift(fft(y2);subplot(3,1,2); stem(Y2);title

5、(哈明窗得到的输出波形)y3=filter(b3,1,x);Y3=abs(fftshift(fft(y3);subplot(3,1,3); stem(Y3);title(汉宁窗得到的输出波形)2.(1)clear;M=15;f = 0 3/7 4/7 5/7 1; m = 1 1 0.389 0 0;b = fir2(M, f, m);h,w = freqz(b, 1, 128);figure(1); plot(f,m,w/pi,abs(h);legend(Ideal, fir2 Designed)title(Comparison of Frequency Response Magnitude

6、s)figure(2); H_db=20*log10(abs(h);plot(w,H_db); title(Frequency Response);grid(2).Ad4改为0.5，得Ad4改为0.2，得3.(1)clear;M=15;f = 0 1/7 2/7 3/7 5/7 6/7 13/14 1; m = 0 0 0.456 1 1 0.456 0 0;b = fir2(M, f, m);h,w = freqz(b, 1, 128);figure(1); plot(f,m,w/pi,abs(h);legend(Ideal, fir2 Designed)title(Comparison o

7、f Frequency Response Magnitudes)figure(2); H_db=20*log10(abs(h);plot(w,H_db); title(Frequency Response);grid(2)Ad2改为0.789 Ad6不变，得4.(1)clear;N=512;M,wc,beta,ftype=kaiserord(0.3 0.4 0.6 0.8,0 1 0,0.01 0.1087 0.01)b=fir1(M,wc,bandpass,kaiser(M+1,beta),noscale);H,w=freqz(b,1,N);figure(1)subplot(2,1,1)pl

8、ot(w,20*log10(abs(H)gridxlabel(频率);ylabel(幅度/db);subplot(2,1,2)plot(w,angle(H)gridxlabel(频率);ylabel(幅度/rad); （2）clear;N=512;M=45;a=0.5;b=0.5;f=0 0.3 0.35 0.4 0.6 0.7 0.8 1;m=0 0 a 1 1 b 0 0;b=fir2(M,f,m);H,w=freqz(b,1,N);figuresubplot(2,1,1)plot(w,20*log10(abs(H)gridxlabel(频率);ylabel(幅度/db);subplot(

9、2,1,2)plot(w,angle(H)gridxlabel(频率);ylabel(幅度/rad)5.实验思考题1. 为什么通信应用中需要线性相位？相位失真将会对信号产生什么影响?答：为了不产生相位失真，相位失真会使信号延时，产生失真。2. 为什么FIR滤波器无需考虑稳定性问题？答：FIR滤波器传输函数的极点固定在原点，所以一定是稳定的系统。3. 在相同的设计指标时，为何FIR数字滤波器的阶数远高于IIR数字滤波器的阶数？答：由于FIR滤波器传输函数的极点固定在原点，所以只能用较高的阶数达到高的选择性。4. 线性相位的条件是什么？答：如果单位脉冲响应h(n)（为实数）具有偶对称或奇对称性，则

10、FIR数字滤波器具有线性相位特性。5. 在FIR窗口法设计中，为何采用不同特性的窗函数？选用窗函数的依据是什么？答：为了改善阻带波动，依据是在满足阻带衰减的前提下，尽可能的选择主瓣宽度较小的窗函数。6. 在频率取样法中，如果阻带衰耗不够，采取什么措施？答：增加过渡带采样点7. 窗口法和频率取样法的优缺点是什么？答：窗口法是在时域逼近理想滤波器的单位脉冲响应，所以会用窗函数截断得到有限长的序列，因此，会产生吉布斯现象，即通带或阻带内有波动，也同时会产生过渡带；频率取样法是使所设计的M阶FIR滤波器的频率响应在M+1个取样点上与理想滤波器的频率响应相等，优点是取样点上的点严格与理想滤波器相等，但是缺点是增加滤波器阶数M对阻带的波动几乎没有改善。8. FIR数字滤波器可否设计成非因果离散系统？答：不能